JP5388167B2 - 光半導体素子封止用シート及びそれを用いてなる光半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、光半導体素子封止用シート及びそれを用いてなる光半導体装置に関する。

高輝度青色発光ダイオードが製品化されて以来、かかる光半導体素子を実装した光半導体装置を利用した様々な商品（液晶画面のバックライト、信号機、屋外の大型ディスプレイ・広告看板等）が開発されてきた。かかる商品分野においては、製品メーカーだけではなく消費者の品質へのこだわりも強いため、光半導体装置に求められる性能は年々高くなり、例えば光半導体素子のメーカーにおいてはより高輝度な素子の開発が続けられている。

一方、かかるより高輝度な光半導体素子の性能を生かすべく、このような光半導体素子を封止するための技術も当然のことながら常に改善が求められている。例えばより簡便かつ確実に光半導体素子を封止する技術や、素子の光取り出し効率を向上させる技術も活発に検討されている。

例えば、光半導体素子を簡便かつ確実に封止するために、シート状の封止材（光半導体素子封止用シート）が開発されてきた（特許文献１）。

かかる光半導体素子封止用シートや、あるいは従来の光半導体素子封止材においては、例えば素子から放出される光を光拡散粒子で散乱させることによって素子の光取り出し効率を向上させている。
特開２００６−１４０３６２号公報

従って、本発明の課題は、光半導体素子を簡便かつ確実に封止できる光半導体素子封止用シートにおいて、光半導体素子の光取り出し効率をさらに向上させることができる光半導体素子封止用シートを提供することにある。さらに本発明の課題は、かかる光半導体素子封止用シートによって光半導体素子が封止された、光半導体素子の光取り出し効率が向上した光半導体装置を提供することにある。

そこで本発明者らは、光半導体素子の光取り出し効率をさらに向上させるべく、多種多様な樹脂及び光拡散粒子等の成分及び配合量等の検討を行い、さらには無数の組み合わせが想定される封止層及び光拡散層の構造及び形状等についても検討を行った。その結果、本発明者らは、封止層と光拡散層とを特定の構造、具体的には封止層の上部、即ち光半導体素子の上方から光拡散層を敢えて取り去り、光拡散層が封止層の側面のみを取り囲む構造とすることによって、意外にも光半導体素子の光取り出し効率を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。

本発明の要旨は、
〔１〕少なくとも離型基材、封止層及び光拡散層から構成される光半導体素子封止用シートであって、
当該光拡散層は当該離型基材上に設けられ、
当該光拡散層には開口部が設けられ、そして
当該封止層は当該開口部内に設けられ、かつ、当該封止層の底面は当該離型基材に接し、上部には当該光拡散層が存在せず、当該封止層の厚さが２００〜１０００μｍである、
光半導体素子封止用シート、並びに
〔２〕前記〔１〕に記載の光半導体素子封止用シートの封止層に光半導体素子を埋設して封止してなり、該封止層の側面には光拡散層が存在するが、上部には光拡散層が存在しない構造を特徴とする光半導体装置、に関するものである。

本発明の光半導体素子封止用シートは、それを用いて光半導体素子を封止することによって、製造される光半導体素子の光取り出し効率をさらに向上させることができる。さらに本発明の光半導体装置は、光半導体素子の光取り出し効率が向上した装置であり、液晶画面のバックライト、信号機、屋外の大型ディスプレイ・広告看板等の種々の商品に有用である。しかも本発明品では、本発明の分野において従来より用いられている汎用品を材料として使用することができるため、材料の価格面及び入手の容易さの面でも極めて有利である。

１）光半導体素子封止用シート
まず、本発明の光半導体素子封止用シートについて説明する。

本発明の光半導体素子封止用シートは、少なくとも離型基材、封止層及び光拡散層から構成される光半導体素子封止用シートであって、
当該光拡散層は当該離型基材上に設けられ、
当該光拡散層には開口部が設けられ、そして
当該封止層は当該開口部内に設けられてなるものである。

離型基材とは、本発明の光半導体素子封止用シートの基材となるものであり、この離型基材上に光拡散層が形成される。離型基材の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステルのフィルム等が挙げられる。離型基材の厚さとしては、作業性の観点から、２５〜５０μｍの範囲が好ましい。かかる離型基材は光半導体素子封止用シートの使用時及び製造時に剥離されることがあるため、その表面が公知の方法で離型処理を施されているものが好ましい。

封止層とは、光半導体素子を封止するための、主に樹脂から構成される層である。かかる封止層は、光半導体素子を確実に封止する観点から、半硬化状態の熱硬化性樹脂から構成されるものが好ましい。熱硬化性樹脂としては、本発明の分野において封止層用の熱硬化性樹脂として従来より用いられているものが挙げられるが、具体例としては、シリコーンゲル、変性シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂、ポリボロシロキサン樹脂、ポリアルミノシロキサン樹脂、エポキシ樹脂及びアクリル系樹脂等が挙げられ、これらの樹脂は耐熱性の観点から好ましい。

封止層を形成する際には、光半導体素子（特に発光ダイオード）の発光色を調整するための蛍光剤（サイアロン、ＹＡＧ等）や、樹脂の硬化剤（４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物及び２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類）、又は硬化触媒等のその他の成分を、必要に応じて配合してもよい。なお、封止層は一層のみで構成されていてもよく、複数の層から構成されていてもよい。

かかる封止層の厚さとしては、２００〜１０００μｍが好ましく、３００〜８００μｍがより好ましく、４００〜６００μｍがさらに好ましい。封止を確実に行う観点から、封止層の厚さは２００μｍ以上であることが好ましく、光取り出し効率を高くする観点から１０００μｍ以下であることが好ましい。

封止層は後述の光拡散層に設けられる開口部内に設けられるため、封止層の形状は開口部の形状に対応したものとなる。また、封止層の厚みは光拡散層の厚みと同じであることが好ましい。かかる封止層の形状としては、光半導体素子を確実に封止でき、かつ光取り出し効率を向上できる形状であれば特に限定されない。好ましい封止層の形状としては、その切断面（即ち、封止層の形状を柱に見立てた場合の離型基材に平行な切断面）の形状が円形、楕円形及び四角形等であって、所定の厚さを有するものが挙げられる。切断面の形状は好ましくは円形であり、その直径が２〜１０ｍｍであることが好ましく、３〜８ｍｍであることがより好ましく、４〜５ｍｍであることがさらに好ましい。

本発明の光半導体素子封止用シートにおける封止層の数は、封止対象となる配線回路基板上の光半導体素子の数に合わせて適宜変更することができる。

封止層を構成する樹脂は、作業性の観点から半硬化状態であることが好ましい。ここで、半硬化状態とは、硬化反応が完了しておらず、塑性変形が可能な状態をいう。

本発明の光半導体素子封止用シートでは、封止層は光拡散層の開口部内に設けられた状態にある。即ち、本発明の光半導体素子封止用シートでは、離型基材を下に向けた時、封止層の底面は離型基材に接しており、その側面は光拡散層で取り囲まれ、その上部は光拡散層が無い、というユニークな構造を持ち、このような構造とすることで、光半導体素子からの光取り出し効率の向上を達成することができる。なお、必要に応じて、封止層の上部に光拡散層以外の層が設けられていてもよい。

本発明における光拡散層とは、主に光拡散粒子及び樹脂から構成される層である。光拡散層に含まれる光拡散粒子としては、本発明の分野において光拡散粒子として従来より用いられているものが挙げられ、具体的には、硫酸バリウム、酸化バリウム、（二酸化ケイ素等の）酸化ケイ素、酸化チタン、シリカ、酸化亜鉛、アルミナ及び酸化ジルコニウム等の無機粒子が挙げられる。分散性及び粒子径の制御の容易さの観点から、硫酸バリウム及びシリカが好ましい。これらの光拡散粒子は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

光拡散粒子の粒子径の範囲は、光散乱性及び光透過率の維持の観点から、５００ｎｍ〜１０μｍが好ましく、５００ｎｍ〜５μｍがより好ましい。ここでいう粒子径とは体積平均粒子径であり、例えば日機装社：マイクロトラック装置を用いて測定することができる。

光拡散層中の光拡散粒子の含有量としては、光散乱性を発揮させる観点からはより多い方が好ましく、一方光半導体素子封止用シートとしての光透過性を確保する観点からはより少ない方が好ましい。光拡散粒子の好ましい量としては、用いる光拡散粒子及び樹脂の種類等に左右されるため一概には言えないが、例えば後述の塗工溶液に配合される光拡散粒子の量を適宜設定することによって、所望の効果を発揮させることができる。

光拡散層を構成する樹脂としては、従来より本発明分野で封止層に用いられている樹脂を用いることができ、例えば上記の封止層に用いることができる樹脂で列挙したものが挙げられる。かかる樹脂の中で好ましいものとしては、例えばシリコーンゲル、変性シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂、ポリボロシロキサン樹脂、ポリアルミノシロキサン樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。ここで、光拡散層を構成する樹脂と封止層を構成する樹脂の種類・組成等は同一であってもよく、異なっていてもよい。

光拡散層の厚さは封止層の厚さと同じであることが好ましい。

光拡散層を構成する樹脂は、作業性の観点から半硬化状態であることが好ましい。ここで、半硬化状態とは、封止層において定義される半硬化状態と同一の定義である。

本発明の光半導体素子封止用シートでは、光拡散層は離型基材上に設けられた状態にあり、この光拡散層には、（封止層が設けられる）開口部が設けられている。即ち、光拡散層は、光半導体素子とは直接接触する位置には設けられておらず、封止層を介して所定の効果を発揮することとなる。なお、必要に応じて、光拡散層の上部にさらに別の層が設けられていてもよい。

本発明の光半導体素子封止用シートは、「少なくとも離型基材、封止層及び光拡散層から構成される」ものであり、ここで、「少なくとも離型基材、封止層及び光拡散層から構成される」とは、封止層及び光拡散層が光半導体素子封止用シートとして機能できる状態で離型基材上に設けられた状態であって、これらの構成要素に加えて、さらに他の層や他の部材が設けられてもよい状態であることをいう。

本発明の光半導体素子封止用シートの厚さとしては、軽量化・小型化及び後の加工性の観点から、０．４〜１．０ｍｍが好ましく、０．４〜０．６ｍｍがより好ましい。

次に、図を参照しつつ本発明の光半導体素子封止用シートを説明する。

図１及び図２は、本発明の光半導体素子封止用シートの一例を示す模式図である。図１は光半導体素子封止用シートの上面図であり、図２は図１のＢ−Ｂ’線による断面図である。図１及び図２で示されるように、本発明の光半導体素子封止用シートは少なくとも離型基材１、封止層３及び光拡散層２から構成されており、光拡散層２は離型基材１上に設けられ、光拡散層２には開口部４が設けられ、そして封止層３は開口部４内に設けられている。また、図１及び図２で示されるように、本発明の光半導体素子封止用シートにおいて、封止層３の底面は離型基材１に接しており、その側面は光拡散層２で取り囲まれ、その上部には光拡散層２が無い、というユニークな構造を有する。

次に、本発明の光半導体素子封止用樹脂シートの製造方法について、図を参照しつつ説明する。

本発明の光半導体素子封止用樹脂シートは、例えば次の工程：
a)離型基材上に塗工溶液を塗布して光拡散層を形成させる工程、
b)光拡散層に開口部を設ける工程、及び
c)設けられた開口部に封止材組成液を充填して封止層を形成させる工程、
を含む方法によって製造することができる。

工程a)における光拡散層の形成は、例えば次のように行うことができる。まず、光拡散層に用いる樹脂、光拡散粒子、さらには必要に応じて硬化剤等のその他の成分を、トルエン、シクロヘキサン、メチルエチルケトン等の有機溶媒に添加し混合して、光拡散粒子が懸濁した液体（塗工溶液という）を調製する。なお、上記の有機溶媒は必要に応じて用いても用いなくてもよく、本明細書においては、かかる溶媒を用いずに得られた樹脂及び光拡散粒子等の混合物も塗工溶液という。

ここで、塗工溶液における各成分の量的規定としては、用いる光拡散粒子及び樹脂の種類等に左右されるため一概には言えないが、例えば次の組み合わせが好ましい。即ち、溶媒１００重量部に対して、樹脂が２０〜１００重量部であり、光拡散粒子が２０〜１００重量部であり、そして硬化剤等のその他の成分が０〜１５重量部配合されることが好ましく、樹脂が３０〜８０重量部であり、光拡散粒子が３０〜８０重量部であり、そして硬化剤等のその他の成分が０〜１０重量部配合されることがより好ましく、樹脂が５０〜８０重量部であり、光拡散粒子が５０〜８０重量部であり、そして硬化剤等のその他の成分が０〜５重量部配合されることがさらに好ましい。ここで、光拡散粒子による光散乱性を発揮させる観点から、光拡散粒子を溶媒１００重量部に対して２０重量部以上配合することが好ましく、光半導体素子封止用シートとしての光透過性を確保する観点から、溶媒１００重量部に対して１００重量部以下配合することが好ましい。

また、溶媒を用いない場合の光拡散粒子の配合量は、樹脂１００重量部に対して１０〜１００重量部であることが好ましく、２０〜８０重量部であることがより好ましく、４０〜７０重量部であることがさらに好ましい。

本発明において好ましく用いることができる塗工溶液の例としては：２００重量部のメチルエチルケトンに対して、エポキシ当量７５００のビスフェノールＡ骨格のエポキシ樹脂を４０〜５０重量部、エポキシ当量２６０の脂環式骨格のエポキシ樹脂を２５〜４０重量部、４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸を１５〜３０重量部、２−メチルイミダゾールを０．１〜０．５重量部、及び体積平均粒子径が４〜１０μｍの硫酸バリウム粒子を８０〜１２０重量部配合してなる塗工溶液が挙げられる。

次いで、好ましくはその表面が離型処理されたＰＥＴフィルム等の離型基材上に塗工溶液を塗布する。具体的には、キャスティング、スピンコーティング、ロールコーティング等を利用した公知の装置（例えばマルチコーター）を利用して離型基材上に塗工溶液を塗布することができる。塗工溶液の塗布量は、形成される光拡散層の厚さが所定の範囲となるように、用いる装置を適宜設定して調整することができる。

次いで、塗工溶液を離型基材１上で乾燥させて溶媒を除去して光拡散層２を形成させる（図３ａ）。光拡散層を構成する樹脂は半硬化状態であることが好ましい。樹脂を半硬化状態とするための加熱温度又は時間については、用いる樹脂や溶媒の種類によって異なるため一概に決定することはできないが、温度としては８０〜１５０℃が好ましく、１００〜１２０℃がより好ましい。また、この時の時間としては、１〜３０分間が好ましく、３〜１０分間がより好ましい。このようにして形成される層を単独で光拡散層として用いてもよく、複数の層を重ねたものを光拡散層２として用いてもよい（図３ｄ）。

複数の層を重ねたものを光拡散層２として用いる場合、図３ａのような光拡散層２が１層形成されたシートを複数枚（例えば３枚）用意する。まず最初に、図３ｂのように、互いの光拡散層２が接触する向きで重ね合わせ、熱ラミネータを用いて積層する。次いで、一方の離型基材１を取り除き（図３ｃ）、露出した光拡散層２に、さらにもう１枚のシートを互いの光拡散層２が接触する向きで重ね合わせ、熱ラミネータを用いて積層する（図３ｄ）。このようにして、図３ｄのような複数の層が重なった光拡散層２を離型基材１に形成させることができる。

工程b)において、光拡散層に開口部を設ける方法としては、例えば、まず最初に離型基材上に光拡散層が設けられたシートに、所望の形状を有するパンチ、トムソン刃等の工具を用いて貫通孔を形成し、次いでこの貫通孔を開口部とする方法が挙げられる。なお、後の充填操作を容易に行うために、開口部の一方の口を別の離型基材等で覆うことにより、開口部の形状を貫通孔ではなく止まり穴としてもよい。

例えば図３ｄで示されるシートの光拡散層２に開口部を設ける場合、シートにパンチで貫通孔５を形成し（図４ａ）、次いで一方の離型基材１を取り除き（図４ｂ）、露出した光拡散層２に、さらに別の離型基材１を重ね合わせ、熱ラミネータを用いて積層する（図４ｃ）。このようにして、開口部４が止まり穴の形状のシート（図４ｃ）を製造することができる。ここで、開口部の形状は、パンチ等の工具を適宜選択・設定することにより、所望の形状とすることができる。また、開口部の厚さは、工具の操作を適宜調整することで、所望の厚さとすることができる。

工程c)において封止層を形成させる。本工程においては、封止層を構成する樹脂等の成分が溶解又は懸濁した状態の液状物（封止材組成液とする）を調製し、この封止材組成液を開口部に充填する方法が、開口部に封止層を容易に形成できるため、好ましい。かかる封止材組成液には、封止層を構成する樹脂の他に、必要に応じて蛍光剤や硬化剤等のその他の成分が配合されていてもよい。

このようなその他の成分の封止材組成液における含有量としては、充填操作の容易性を図り、所定の効果を発揮させる観点から、例えば封止材組成液の０〜３０重量％であることが好ましく、５〜２０重量％であることがより好ましい。

本発明において用いられる封止材組成液としては、蛍光剤（サイアロン）を１０〜１５重量％含む、粘度が５００〜１０００ｍＰａ・ｓの変性シリコーン樹脂が好ましい。

このようにして調製された封止材組成液を、例えばディスペンサ等の装置を用いて開口部に充填する。充填される封止材組成液の量としては、用いる装置を適宜設定することによって、所望の量とすること、即ち好ましい厚さの封止層を形成させることができる。

次いで、充填された封止材組成液を開口部内で硬化させて封止層を形成させ、例えば図１及び図２に示されるような、開口部４内に封止層３が設けられた本発明の光半導体素子封止用シートを製造する。

封止層を構成する樹脂は半硬化状態であることが好ましい。樹脂を半硬化状態とするための加熱温度又は時間については、用いる樹脂や溶媒の種類によって異なるため一概に決定することはできないが、温度としては８０〜１５０℃が好ましく、１００〜１２０℃がより好ましい。また、この時の時間としては、１〜３０分間が好ましく、３〜１０分間がより好ましい。このようにして形成される層を単独で封止層として用いてもよく、複数の層を重ねたものを封止層として用いてもよい。

２）光半導体装置
次に、本発明の光半導体装置について説明する。

本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体素子封止用シートを用いて光半導体素子を封止してなるものである。本発明に用いられる光半導体素子としては、例えば青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、紫外線発光ダイオード等の発光ダイオードが挙げられる。

次に、図を参照しつつ本発明の光半導体装置を説明する。図５及び図６は、本発明の光半導体装置の一例を示す模式図である。図５は光半導体素子封止用シートの上面図であり、図６は図５のＡ−Ａ’線による断面図である。

図５及び図６で示されるように、本発明の光半導体装置は、配線回路基板１２上に実装された光半導体素子１１が、本発明の光半導体素子封止用シートの封止層３によって封止されており、当該封止層３の側面は光拡散層２で取り囲まれ、その上部には光拡散層２が無い、というユニークな構造を有する。かかる構造とすることにより、光取り出し効率の向上を図ることができる。

本発明の光半導体装置は、例えば次の工程：
A)基板上に光半導体素子が実装された面に、本発明の光半導体素子封止用樹脂シートを、光半導体素子に対向する位置に封止層を合わせるように積層する工程、並びに
B)工程A)で積層した光半導体素子封止用樹脂シートを加圧硬化させて、光半導体素子を封止層で封止する工程、
を含む方法によって製造することができる。

工程A)において、所定の位置に封止層を合わせるように積層するには、特に圧力をかける必要はなく、本発明の光半導体素子封止用樹脂シートを光半導体素子が実装された基板上に載置するだけでよい。

工程B)において、本発明の光半導体素子封止用樹脂シートを加圧硬化させる条件としては、例えば真空ラミネータ、真空プレス機等を用いて、好ましくは８０〜１５０℃、より好ましくは１３０〜１５０℃の温度、そして好ましくは０．２〜０．５ＭＰａ、より好ましくは０．２〜０．３ＭＰａの圧力にて加圧して当該シートを圧着させ、その後、好ましくは１００〜１５０℃、より好ましくは１３０〜１５０℃の温度、好ましくは１〜２４時間、より好ましくは２〜５時間の期間、ポストキュア（二次硬化）させる条件等が挙げられる。また、工程B)は工程A)と同時に行ってもよい。離型基材については、本工程に次いで剥離すればよい。

このようにして、本発明の光半導体素子封止用樹脂シートの封止層が硬化して、当該封止層によって光半導体素子が封止され、それと同じく本発明の光半導体素子封止用樹脂シートの光拡散層も硬化して基板と一体化し、本発明の光半導体装置が完成する。

以下、本発明の態様を実施例に記載するが、本発明はこれらに限定されない。

（実施例１）
エポキシ当量７５００のビスフェノールＡ骨格（ＢＦＡ）のエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社：ＥＰ１２５６）４５重量部、エポキシ当量２６０の脂環式骨格のエポキシ樹脂（ダイセル化学社：ＥＨＰＥ３１５０）３３重量部、硬化剤としての４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸２２重量部及び２−メチルイミダゾール０．２重量部、並びに光拡散粒子としての硫酸バリウム粒子（体積平均粒子径：５μｍ；竹原化学工業社：Ｗ−６）１００重量部を、２００重量部のメチルエチルケトンで溶解させ、光拡散層を形成させるための塗工溶液を調製した。

次いで、離型基材としての、表面を離型処理した二軸延伸ポリエステルフィルム（膜厚：５０μｍ、三菱化学ポリエステル社：ＭＲＦ−５０）の上に、アプリケーターを用いて、形成される光拡散層の厚さが１００μｍとなるように上記の塗工溶液を塗布した。このものを１３０℃で２分間かけて乾燥させて、フィルム上に光拡散層を１層形成させた。このようにして、光拡散層２が形成されたシート（ベースシートＡ）を製造した（図３ａ）。

ベースシートＡを３枚用意した。その内の１枚の光拡散層２の上に、他の２枚の光拡散層を積層（離型基材は除去）し、光拡散層２の厚さが３００μｍのシートを製造した（図３ｄ）。この時の積層条件は、熱ラミネータ（日東精機社：ＮＬＥ−５５０ＳＴ）を用いて、１００℃で１５００ｒｐｍにて重ね合わせるという条件であった。

上記のようにして得られたシートにパンチで直径６ｍｍの円柱状の貫通孔５を開け（図４ａ）、一方の側の離型基材１を剥離し（図４ｂ）、次いで貫通孔の開いていない別の離型基材１をそこに貼り合せて上記と同様にして積層し、光拡散層２に開口部４が設けられたシートを製造した（図４ｃ）。

次に、封止層を形成させるために用いる封止材組成液を調製した。即ち、両末端シラノール型シリコーンオイル（信越化学工業社：ＫＦ−９７０１）０．２ｍｏｌにアルミニウムイソプロポキシド４０．２ｍｍｏｌを加えて室温で２４時間攪拌した。得られた混合物を遠心分離に付して不溶物を除去した。次いで、得られた液体を５０℃で２時間減圧下で濃縮し、ポリアルミノシロキサンオイルを得た。このポリアルミノシロキサンオイル１０重量部にエポキシ型シランカップリング剤（信越化学工業社：ＫＢＭ−４０３）を１重量部加えて減圧下、８０℃で７分間攪拌して変性シリコーン樹脂を得た。この変性シリコーン樹脂に黄色蛍光体（サイアロン）の量が１２重量％となるようにこれを添加して、封止材組成液を得た。この封止材組成液の粘度は８００ｍＰａ・ｓであった。

次に、製造されたシートの貫通孔が開いた側の離型基材１を剥離し（図７）、上記で得た封止材組成液を、周囲の光拡散層２と同じ高さ（３００μｍ）になるように、ディスペンサを用いてこの開口部４に充填した。そのままの状態で１００℃で５分間加熱して半硬化状態の封止層３を形成させた（図８）。この時に形成された封止層３の形状は、切断面が円形であり、断面の直径が６ｍｍ、高さが３００μｍの円柱状であった。このようにして、本発明品の光半導体素子封止用シートを製造した（図８）。

（実施例２）
実施例１で製造した光半導体素子封止用シートを用いて、次のようにして光半導体装置を製造した。

まず、１ｍｍ角の青色発光ダイオード（ＳｅｍｉＬＥＤｓ社：ＳＬ−Ｕ４０ＡＣ）を実装した配線回路基板を用意した。この基板面に、光半導体素子封止用シートを、光半導体素子に対向する位置に封止層を合わせるように載置した。次いで、真空ラミネータ（ニチゴーモートン社：Ｖ−１３０）を用いて、０．３ＭＰａ、１５０℃で６０秒間かけて圧着した。その後、１５０℃で２時間かけて光拡散層及び封止層の硬化を行って積層を完了した。次いで、離型基材を剥離して、本発明品の光半導体装置を製造した。

かかる光半導体装置の構造は、図５及び図６に模式的に示される構造を有するものであった。

製造された光半導体装置に５０ｍＡの電流を流し、瞬間マルチ測光システム（大塚電子社：ＭＣＰＤ−３０００）にて全光束を測定した。その結果、輝度（Ｙ値）は１４００であった。

（比較例１）
上記のベースシートＡを２枚用意した。実施例１と同じ方法で、２００μｍの光拡散層が形成された状態のシート（図３ｃ）を製造した。このシートの光拡散層２上に実施例１で使用した封止材組成液を、形成される封止層の厚さが１００μｍとなるように塗布し、そのままの状態で１００℃で５分間加熱して半硬化状態の封止層を形成させて、光半導体素子封止用シートを製造した。

次いで、実施例２で用いたものと同一の、青色発光ダイオードを実装した配線回路基板１２を用意した。この基板上に、光半導体素子封止用シートの封止層がダイオードに接触するように張り合わせた。次いで、実施例２と同様の方法で、光半導体装置を製造した（図９）。実施例１と同じ測定条件で全光束を測定した結果、輝度（Ｙ値）は１２５０であった。

（比較例２）
塗工溶液に硫酸バリウム粒子を配合しないこと以外は、実施例１と同様にして光半導体素子封止用シートを製造した（図１０）。図１０においては、光拡散層２の代わりに樹脂層２１（光拡散層から光拡散粒子を除いた層）が設けられた。

次いで、実施例２と同様にして、光半導体装置を製造し、その全光束を測定した。本例における輝度（Ｙ値）は１２５０であった。

上記のように、本発明の光半導体装置（実施例２）は、封止層上に光拡散層が設けられた例（比較例１）及び光拡散粒子が無い例（比較例２）よりも、光半導体素子の光取り出し効率が優れていることが分かった。

（実施例３）
光拡散粒子としての硫酸バリウム粒子の代わりに二酸化ケイ素粒子（体積平均粒子径：８μｍ；東海化学工業所社：ＭＬ−３６９Ｗ）を用いたこと以外は実施例１と同様の方法で光半導体素子封止用シートを製造した。次いで、得られた半導体素子封止用シートを用いて実施例２と同様の方法で光半導体装置を製造し、全光束を測定した。その結果、輝度（Ｙ値）は１３５０であり、製造された光半導体装置は優れた光取り出し効率を有していた。

（実施例４）
光拡散層を形成させるための塗工溶液を下記のようにして作製した塗工溶液に代えたこと以外は、実施例１と同様の方法で光半導体素子封止用シートを製造した。即ち、実施例１で得た変性シリコーン樹脂１００重量部に対して、硫酸バリウム粒子（体積平均粒子径：５μｍ；竹原化学工業社：Ｗ−６）１００重量部を添加して、塗工溶液を得た。

次いで、得られた半導体素子封止用シートを用いて実施例２と同様の方法で光半導体装置を製造し、全光束を測定した。その結果、輝度（Ｙ値）は１３５０であり、製造された光半導体装置は優れた光取り出し効率を有していた。

（実施例５）
封止層を形成させるための封止材組成液を下記のようにして作製した封止材組成液に代えたこと以外は、実施例１と同様の方法で光半導体素子封止用シートを製造した。即ち、溶媒としての酢酸エチル３００重量部に、モノマーとしてのメチルメタクリレート５０重量部、ブチルメタクリレート４５重量部及びメタクリル酸５重量部、重合触媒としてのアゾビスイソブチロニトリルを１重量部添加して、窒素雰囲気下、８０℃で重合してポリマー溶液を得た。このポリマー溶液に、ポリマー１００重量部に対して、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社：ＥＰ８２８）５重量部、硬化触媒としてのトリメトキシボロキシン１重量部及び１５重量部のサイアロンを添加して、アクリル系樹脂がベースの封止材組成液を得た。この封止材組成液の粘度は８００ｍＰａ・ｓであった。

次いで、得られた半導体素子封止用シートを用いて実施例２と同様の方法で光半導体装置を製造し、全光束を測定した。その結果、輝度（Ｙ値）は１３５０であり、製造された光半導体装置は優れた光取り出し効率を有していた。

実施例３〜５から示されるように、光半導体素子封止用シート及び光半導体装置を本発明のようにユニークな構造のものとしたことにより、光拡散粒子、光拡散層及び封止材の種類に関わりなく、非常に優れた光半導体素子の光取り出し効率を達成できることが分かった。

本発明の光半導体素子封止用シートは、光半導体素子の光取り出し効率をさらに向上させることができる。また本発明の光半導体装置は光半導体素子の光取り出し効率がさらに向上したものであるので、本発明の光半導体装置を利用することにより、様々な商品（液晶画面のバックライト、信号機、屋外の大型ディスプレイ・広告看板等）の品質をより高めることができる。

図１は、本発明の光半導体素子封止用シートの一例を示す模式図であって、上面図である。 図２は、本発明の光半導体素子封止用シートの一例を示す模式図であって、図１のＢ−Ｂ’線による断面図である。 図３は、本発明の光半導体素子封止用シートの製造過程を示す模式図であって、断面図である。 図４は、本発明の光半導体素子封止用シートの製造過程を示す模式図であって、断面図である。 図５は、本発明の光半導体装置の一例を示す模式図であって、上面図である。 図６は、本発明の光半導体装置の一例を示す模式図であって、図５のＡ−Ａ’線による断面図である。 図７は、本発明の光半導体素子封止用シートの製造過程を示す模式図であって、断面図である。 図８は、本発明の光半導体素子封止用シートの製造過程を示す模式図であって、断面図である。 図９は、封止層上に光拡散層が設けられた光半導体装置の一例を示す模式図であって、断面図である。 図１０は、光拡散粒子が無い光半導体素子封止用シートの一例を示す模式図であって、断面図である。

符号の説明

１ 離型基材
２ 光拡散層
３ 封止層
４ 開口部
５ 貫通孔
１１ 光半導体素子
１２ 配線回路基板
２１ 樹脂層（光拡散層から光拡散粒子を除いた層）

Claims (2)

1. 少なくとも離型基材、封止層及び光拡散層から構成される光半導体素子封止用シートであって、
   該光拡散層は該離型基材上に設けられ、
   該光拡散層には開口部が設けられ、そして
   該封止層は該開口部内に設けられ、かつ、該封止層の底面は該離型基材に接し、上部には該光拡散層が存在せず、該封止層の厚さが２００〜１０００μｍである、
   光半導体素子封止用シート。
2. 請求項１に記載の光半導体素子封止用シートの封止層に光半導体素子を埋設して封止してなり、該封止層の側面には光拡散層が存在するが、上部には光拡散層が存在しない構造を特徴とする光半導体装置。

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